RU106154U1

RU106154U1 - INSTALLATION OF PULSE-PRESS SEALING OF SAND-CLAY CASTING FORMS

Info

Publication number: RU106154U1
Application number: RU2010126668/02U
Authority: RU
Inventors: Борис Пантелеймонович Благонравов; Александр Юрьевич Грецкий; Алексей Алексеевич Минаев
Original assignee: Борис Пантелеймонович Благонравов; Александр Юрьевич Грецкий; Алексей Алексеевич Минаев
Priority date: 2010-06-30
Filing date: 2010-06-30
Publication date: 2011-07-10

Abstract

Установка импульсно-прессового уплотнения песчано-глинистых литейных форм, содержащая импульсный узел уплотнения литейных форм с импульсной головкой, основанием с рядом отверстий в нем, связанных с клапаном (11) подачи из ресивера импульса сжатого воздуха, прессовый механизм для доуплотнения верхних слоев литейной формы, прессовую плиту, опоку с наполнительной рамкой, модельную плиту с моделью и вентами и клапан (12) привода прессового механизма, отличающаяся тем, что ряд отверстий в основании импульсной головки выполнены под прессовой плитой и связаны с клапаном (11) подачи импульса сжатого воздуха в надопочное пространство, а цилиндр и поршень прессового механизма расположены над основанием импульсной головки и перекрывают ее по всему поперечному сечению, при этом ресивер связан с прессовым механизмом, установлен над ним и соединен с клапанами, обеспечивающими воздействие через поршень и шток прессового механизма на прессовую плиту, причем один из клапанов (11) связан с ресивером, а другой клапан (12) - с полостью над поршнем прессового механизма, причем клапан (15) вдува импульса сжатого воздуха через отверстия основания импульсной головки соединен со штоковым пространством прессового механизма и соединен с дополнительным источником сжатого воздуха. Installation of a pulse-press seal of sand-clay foundry molds, containing a pulse unit for sealing foundry molds with a pulse head, a base with a number of holes in it, connected to a valve (11) for supplying a compressed air pulse from the receiver, a press mechanism for sealing the upper layers of the mold, a press plate, a flask with a filling frame, a model plate with a model and vents and a valve (12) of the drive of the press mechanism, characterized in that a number of holes in the base of the pulse head are made under the press plate Ita and are connected with the valve (11) for supplying a pulse of compressed air to the superficial space, and the cylinder and piston of the press mechanism are located above the base of the pulse head and overlap it over the entire cross section, while the receiver is connected to the press mechanism, installed above it and connected to the valves providing impact through the piston and rod of the press mechanism on the press plate, moreover, one of the valves (11) is connected to the receiver, and the other valve (12) is connected to the cavity above the piston of the press mechanism, and the valve (15) blowing imp bca compressed air pulse through the head opening is connected to the base rod space pressing mechanism and connected to an additional compressed air source.

Description

Заявляемая полезная модель (ПМ) относится к литейному производству, в частности к оборудованию для изготовления песчано-глинистых литейных форм.The inventive utility model (PM) relates to foundry, in particular to equipment for the manufacture of sand-clay foundry molds.

Из уровня техники известна технология и оборудование для импульсной формовки песчано-глинистых литейных форм (см. патенты РФ №2027538; 2039627; 2042470; 2084308; и 2102181).The prior art technology and equipment for pulsed molding of sand-clay foundry molds (see RF patents No. 2027538; 2039627; 2042470; 2084308; and 2102181).

Известен способ и оборудование для уплотнения песчано-глинистых форм потоком сжатого воздуха с последующей до прессовкой - seiatsu - процесс [1].A known method and equipment for sealing sand-clay forms with a stream of compressed air, followed by pressing - seiatsu - process [1].

Пространство модельной оснастки, состоящее из под модельной литы, опоки и наполнительной рамки, заполняется необходимым количеством формовочной смеси. Стол машины поднимается и прижимает модель с под модельной плитой, опокой и наполнительной рамкой к прессовой головке, таким образом, что все пространство формы герметично закрыто. Затем кратковременно открывается клапан воздушного потока. Воздушный поток проходит формовочную смесь от контрлада в сторону модели и уходит через венты в под модельных плитах. Дополнительное прессование сверху плоской прессовой плитой, мембраной или многоплунжерной головкой совершает окончательное уплотнение формы. В результате последовательного прессования получается равномерное уплотнение по всему объему формы.The space of model equipment, consisting of a model cast, a flask and a filling frame, is filled with the necessary amount of molding sand. The machine table rises and presses the model with under the model plate, flask and filling frame to the press head, so that the entire mold space is hermetically closed. Then, the air flow valve briefly opens. The air flow passes the moldable mixture from the counter load towards the model and leaves through the vents in the under model plates. Additional pressing from above with a flat pressing plate, a membrane or a plunger head makes the final compaction of the mold. As a result of successive pressing, uniform compaction is obtained over the entire mold volume.

Однако этому способу присущи недостатки: высокий расход сжатого воздуха (14 объемов уплотняемой формы), наличие двух видов энергии (гидравлического привода для уплотнения прессованием и пневмо для предварительного уплотнения смеси).However, this method has its drawbacks: high consumption of compressed air (14 volumes of the sealed form), the presence of two types of energy (hydraulic drive for compression compaction and pneumatic for preliminary compaction of the mixture).

Наиболее близким по технической сущности является установка для изготовления песчано-глинистых форм, содержащая ресивер, прессовый привод с рабочим цилиндром, плиту-основание, имеющую ряд отверстий для свободного выхода из ресивера сжатого воздуха в над опочное пространство, причем плита-основание снабжена клапаном для подачи сжатого воздуха в штоковую полость рабочего цилиндра при подъеме поршня после удара. Под модельная плита снабжена вентами, суммарная площадь которых находится в соотношении с площадью опоки и площади моделей (см. патент РФ №2385784, опубликован 10.04.2010).The closest in technical essence is the installation for the manufacture of sand-clay forms, containing a receiver, a press drive with a working cylinder, a base plate having a number of openings for free exit from the compressed air receiver into the above the space, and the base plate is equipped with a valve for supplying compressed air into the rod cavity of the working cylinder when lifting the piston after impact. Under the model plate is equipped with vents, the total area of which is in proportion to the area of the flask and the area of the models (see RF patent No. 2385784, published on 04/10/2010).

Прототип обеспечивает снижение расхода воздуха, требуемого для уплотнения форм, повышает равномерность уплотнения формовочной смеси по всему объему литейной формы.The prototype reduces the air flow required for compaction of molds, increases the uniformity of compaction of the moldable mixture throughout the volume of the mold.

Заявляемая установка импульсно-прессового уплотнения песчано-глинистых литейных форм содержит импульсный узел уплотнения литейных форм с импульсной головкой, основание с рядом отверстий в нем, связанных с клапаном подачи из ресивера импульса сжатого воздуха, прессовый механизм для до уплотнения верхних слоев литейной формы, прессовую плиту, опоку с наполнительной рамкой, модельную плиту с моделью и вентами и клапан привода прессового механизма. Ряд отверстий в основании импульсной головки связанны с клапаном подачи импульса сжатого воздуха в над опочное пространство, расположены под прессовой плитой, а цилиндр и поршень прессового механизма расположены над основанием импульсной головки и перекрывают ее по всему поперечному сечению и снабжены автономным источником сжатого воздуха. При этом установка снабжена дополнительным ресивером, связанным и установленным над прессовым механизмом и соединенным с дополнительными клапанами, обеспечивающими воздействие через поршень и шток прессового механизма на прессовую плиту. Один из дополнительных клапанов связан с ресивером, а второй - с полостью над поршнем прессового механизма, причем клапан вдува импульса сжатого воздуха через отверстия основания импульсной головки соединен со штоковым пространством прессового механизма и дополнительно снабжен клапаном, связанным с источником сжатого воздуха.The inventive installation of pulse-press compaction of sand-clay foundry molds contains a pulse assembly of compaction of foundry molds with an impulse head, a base with a number of holes in it associated with a valve for supplying a compressed air pulse from the receiver, a press mechanism for compaction of the upper layers of the mold, a press plate , a flask with a filling frame, a model plate with a model and vents, and a valve for actuating the press mechanism. A number of holes in the base of the pulse head are connected to a valve for supplying a pulse of compressed air to the support space, located under the press plate, and the cylinder and piston of the press mechanism are located above the base of the pulse head and overlap it over the entire cross section and are equipped with an autonomous source of compressed air. In this case, the installation is equipped with an additional receiver, connected and mounted above the press mechanism and connected to additional valves, providing an impact through the piston and rod of the press mechanism on the press plate. One of the additional valves is connected to the receiver, and the second to the cavity above the piston of the press mechanism, and the valve for blowing a pulse of compressed air through the openings of the base of the pulse head is connected to the rod space of the press mechanism and is additionally equipped with a valve connected to a source of compressed air.

Достигаемый технический результат ПМ заключается в повышении качества уплотнения литейной формы, за счет равномерного уплотнения по всему ее объему при повышении энергосбережения, производительности установки и улучшения условий труда - снижения шума и вибрации.The technical result achieved by PM is to improve the quality of the mold compaction, due to the uniform compaction throughout its volume while increasing energy saving, plant productivity and improving working conditions - reducing noise and vibration.

Полезная модель поясняется чертежом, где на:The utility model is illustrated in the drawing, where:

Фиг. показан общий вид установки.FIG. shows a general view of the installation.

На чертеже позициями обозначены: 1 - цилиндр прессового механизма; 2 - шток; 3 - прессовая плита; 4 - наполнительная рамка; 5 - формовочная смесь; 6 - опока; 7 - модель; 8 - венты; 9 - модельная плита; 10 - дополнительный ресивер; 11 - клапан подачи импульса; 12 - клапан привода прессового механизма; 13 - импульсная головка; 14 - отверстия; 15 - клапан вдува импульса сжатого воздуха через отверстия 14; 16 - клапан, связанный с отверстиями и с источником сжатого воздуха.In the drawing, the positions indicated: 1 - cylinder press mechanism; 2 - stock; 3 - press plate; 4 - filling frame; 5 - molding sand; 6 - flask; 7 - model; 8 - vents; 9 - model plate; 10 - an additional receiver; 11 - valve supply pulse; 12 - valve drive press mechanism; 13 - pulse head; 14 - holes; 15 - valve blowing a pulse of compressed air through the holes 14; 16 - valve associated with the holes and with a source of compressed air.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

Рабочий процесс установки заключается в том, что в опоку 6 с наполнительной рамкой 4 засыпают формовочную смесь из бункера-дозатора (на чертежах не показаны), стол машины прижимается к герметичной камере. Затем дают импульс сжатого воздуха в камеру над формовочной смесью, при давлении прядка 0,4-0,6 МПа. Воздух проходит от контрлада к модельной плите и выходит через венты. Импульс уплотняет форму до нормальной плотности на 2/3 ее высоты. Остальная же часть формы, примерно 1/3, имеет пониженную плотность, снижающуюся к контрладу, как при встряхивании. Этот слой смеси необходимо до уплотнить, т.к. он воспринимает давление заливаемого в форму металла. Срезать такое количество на крупносерийном производстве невыгодно, так как это потребует значительно увеличить оборот формовочной смеси.The installation workflow consists in filling the molding mixture from the hopper-dispenser (not shown in the drawings) into the flask 6 with the filling frame 4, the table of the machine is pressed against the sealed chamber. Then give an impulse of compressed air to the chamber above the molding sand, at a pressure of the lock of 0.4-0.6 MPa. Air passes from the counter to the model plate and exits through the vents. A pulse compacts the mold to normal density by 2/3 of its height. The rest of the form, about 1/3, has a reduced density, decreasing to the counterlad, as when shaking. This layer of the mixture must be densified before he perceives the pressure of metal poured into the mold. Cutting such an amount on a large-scale production is unprofitable, as this will require a significant increase in the turnover of the molding mixture.

Для до уплотнения смеси, в настоящее время, используют под прессовку плоской плитой или многоплунжерной головкой, приводимой в движение гидравлическим приводом, обеспечивающим давление прессования 10-15 кг/см2 (1,0-1,5 МПа). Применение такого давления, нецелесообразно, так как такое прессование применяется для выравнивания плотности формы, а в данном случае требуется лишь избежать выпадения смеси из опоки. Как известно, пневматические прессовые формовочные машины развивают усилие 0,35-0,45 МПа и, таким образом, в данном случае возможно их применение. Поэтому предлагается применение пневматики. Расчеты размера такого прессового механизма показали целесообразность проводить до уплотнение прессованием с усилием порядка 4,2 кг/см2 (0,42 МПа). Быстродействие импульса теряется по сравнению со временем действия гидравлического привода, поэтому целесообразнее применять пневматический привод прессового механизма. Причем включать его следует одновременно с подачей импульса, так как импульс действует значительно быстрее. Поскольку пневматика медленнее импульса прессовая плита большую часть пути проходит в холостую, что позволяет ее разогнать и при прессовании инерционные силы движущихся частей машины будут суммироваться с действием прессового механизма, что может позволить уменьшить прессовый механизм. В результате получается нагрузка ударного типа на верхние слои формы. Это позволит использовать инерционные силы движущейся плиты для уплотнения смеси. Наиболее интенсивный разгон прессующей плиты будет достигну при применении ударного пневмопривода.For pre-compaction of the mixture, at present, they are used for pressing with a flat plate or a plunger head, driven by a hydraulic drive, providing a pressing pressure of 10-15 kg / cm2 (1.0-1.5 MPa). The use of such pressure is impractical, since such pressing is used to equalize the density of the mold, and in this case it is only necessary to avoid the loss of the mixture from the flask. As you know, pneumatic press molding machines develop a force of 0.35-0.45 MPa and, thus, in this case their application is possible. Therefore, the use of pneumatics is proposed. Calculations of the size of such a press mechanism have shown that it is advisable to carry out compaction by pressing with a force of about 4.2 kg / cm2 (0.42 MPa). The speed of the pulse is lost compared with the duration of the hydraulic drive, so it is more advisable to use a pneumatic drive of the press mechanism. Moreover, it should be switched on simultaneously with the pulse, since the pulse acts much faster. Since pneumatics is slower than a pulse, the press plate passes most of the way to idle, which allows it to be dispersed and, when pressed, the inertial forces of the moving parts of the machine will be combined with the action of the press mechanism, which may reduce the press mechanism. The result is a shock type load on the upper layers of the mold. This will allow the inertial forces of the moving plate to be used to seal the mixture. The most intense acceleration of the pressing plate will be achieved with the use of shock pneumatic drive.

Установка импульсно-прессового уплотнения песчано-глинистых литейных форм содержит импульсный узел уплотнения литейных форм с импульсной головкой 13, основание с рядом отверстий 14 в нем, связанных с клапаном подачи из ресивера импульса сжатого воздуха, прессовый механизм для до уплотнения верхних слоев литейной формы, прессовую плиту 3, опоку 6 с наполнительной рамкой 4, модельную плиту 9 с моделью 7 и вентами 8 и клапан 12 привода прессового механизма. Ряд отверстий 14 в основании импульсной головки 13, связанны с клапаном 15 подачи импульса сжатого воздуха в над опочное пространство, расположены под прессовой плитой, а цилиндр 1 и поршень прессового механизма расположены над основанием импульсной головки 13 и перекрывают ее по всему поперечному сечению и снабжены дополнительным ресивером 10.Installation of a pulse-press compaction of sand-clay foundry molds comprises a pulse assembly of compaction of foundry molds with impulse head 13, a base with a number of holes 14 in it, connected to a valve for supplying compressed air impulse from the receiver, a press mechanism for compaction of the upper layers of the mold, press plate 3, flask 6 with filling frame 4, model plate 9 with model 7 and vents 8 and valve 12 of the drive of the press mechanism. A number of holes 14 in the base of the pulse head 13, connected to the valve 15 for supplying a pulse of compressed air to the press space, are located under the press plate, and the cylinder 1 and the piston of the press mechanism are located above the base of the pulse head 13 and overlap it over the entire cross section and are equipped with an additional receiver 10.

Особенностью ударного пневмопривода является конструктивное решение приводного цилиндра прессования, позволяющего обеспечивать разгон плиты при минимальном противодавлении в выхлопной полости прессующего цилиндра. Последнее достигается следующим образом: на прессовый цилиндр установлен ресивер 10, соединенный с рабочей полостью цилиндра отверстием и перекрытым со стороны цилиндра поршнем. При выключенном механизме допрессовки поршень прижат к верхней крышке воздухом, находящимся в штоковой полости, при этом клапан 12 обеспечивает атмосферное давление на периферии поршня со стороны рабочей камеры цилиндра. При включении уплотнения на машине клапан 15 открывается на выхлоп, а клапан 12 закрывается. Поршень механизма сразу начать движение не может, т.к. давление в полости штока действует на всю площадь поршня и равно в начальный момент давлению в сети, а давление со стороны ресивера действует только на площадь равную переходному отверстию. Это позволяет значительно снизить давление в штоковой полости. Сдвиг поршня вниз позволяет воздуху со стороны рабочей полости распространиться, практически, мгновенно на всю рабочую площадь прессового поршня и скачком увеличить разгон подвижных частей. Воздух из выходной полости через клапан 15 может быть направлен в полость над смесью, где уже закончился процесс импульсного уплотнения. Ресивер 10 обеспечивает подачу воздуха в рабочую полость цилиндра без потерь давления несмотря на кратковременный большой расход.A feature of the impact pneumatic actuator is the constructive solution of the pressing pressing cylinder, which allows for acceleration of the plate with minimal back pressure in the exhaust cavity of the pressing cylinder. The latter is achieved as follows: a receiver 10 is mounted on the press cylinder, connected to the working cavity of the cylinder by an opening and a piston blocked from the cylinder side. When the prepress mechanism is turned off, the piston is pressed against the upper cover by air in the rod cavity, while valve 12 provides atmospheric pressure at the piston periphery from the side of the cylinder working chamber. When the seal is turned on on the machine, valve 15 opens to the exhaust and valve 12 closes. The piston of the mechanism cannot immediately start moving, because the pressure in the rod cavity acts on the entire piston area and is equal to the pressure in the network at the initial moment, and the pressure from the receiver acts only on the area equal to the vias. This can significantly reduce the pressure in the rod cavity. The shift of the piston down allows the air from the side of the working cavity to spread almost instantly over the entire working area of the press piston and abruptly increase the acceleration of moving parts. Air from the outlet cavity through the valve 15 can be directed into the cavity above the mixture, where the pulse compaction process has already ended. The receiver 10 provides air to the working cavity of the cylinder without pressure loss despite a short-term high flow rate.

В момент прессования, с использованием пневматического привода прессового механизма, по сравнению с гидравлическим приводом, возможно использование холостого хода и разгона движущихся частей установки до достаточно высокой скорости (V=3 м/с), инерционные силы системы будут интегрироваться с усилиями прессования и, таким образом позволят использовать более быстрый и экономичный пневматический привод.At the time of pressing, using a pneumatic drive of the pressing mechanism, in comparison with the hydraulic drive, it is possible to use idling and accelerate the moving parts of the installation to a sufficiently high speed (V = 3 m / s), the inertial forces of the system will be integrated with the pressing forces and, therefore, In this way they will allow the use of a faster and more economical pneumatic drive.

Установка импульсно-прессового уплотнения песчано-глинистых литейных форм содержит импульсный узел уплотнения литейных форм с импульсной головкой, основание 13 с рядом отверстий 14 в нем, связанных с клапаном подачи из ресивера импульса сжатого воздуха, прессовый механизм для до уплотнения верхних слоев литейной формы, прессовую плиту 3, опоку 6 с наполнительной рамкой 4, модельную плиту 9 с моделью 7 и вентами 8 и клапан привода прессового механизма. Ряд отверстий 14 в основании 13 импульсной головки, связаны с клапаном 12 подачи импульса сжатого воздуха в над опочное пространство, расположены под прессовой плитой, а цилиндр 1 и поршень прессового механизма расположены над основанием 13 импульсной головки и плита прессового механизма перекрывает опоку 6 по всему поперечному сечению и снабжены дополнительным ресивером 10, связанным и установленным над прессовым механизмом и соединенным с дополнительными клапанами 11 и 12, обеспечивающими воздействие через поршень и шток 2 прессового механизма на прессовую плиту 3, один из дополнительных клапанов 11 связан с ресивером, а второй 12 - с полостью над поршнем прессового механизма, причем клапан 16 вдува импульса сжатого воздуха через отверстия 14 основания 13 импульсной головки соединен со штоковым пространством прессового механизма и дополнительно снабжен клапаном 16, связанным с источником сжатого воздуха.The installation of a pulse-press compaction of sand-clay foundry molds comprises a pulse assembly of compaction of foundry molds with a pulse head, a base 13 with a number of holes 14 in it, connected to a valve for supplying compressed air impulse from the receiver, a press mechanism for compaction of the upper layers of the mold, press plate 3, flask 6 with the filling frame 4, model plate 9 with model 7 and vents 8 and the valve of the drive of the press mechanism. A number of holes 14 in the base 13 of the pulse head, are connected to the valve 12 for supplying a pulse of compressed air to the above the press space, are located under the press plate, and the cylinder 1 and the piston of the press mechanism are located above the base 13 of the pulse head and the press mechanism plate covers the flask 6 along the entire transverse section and equipped with an additional receiver 10, connected and mounted above the press mechanism and connected to additional valves 11 and 12, providing exposure through the piston and rod 2 of the press mechanism on the press plate 3, one of the additional valves 11 is connected to the receiver, and the second 12 is connected to the cavity above the piston of the press mechanism, and the valve 16 for blowing a pulse of compressed air through the holes 14 of the base 13 of the pulse head is connected to the rod space of the press mechanism and is additionally equipped with a valve 16 associated with a source of compressed air.

Заявляемая установка позволяет повысить качество уплотнения литейной формы, за счет равномерного уплотнения по всему ее объему при повышении энергосбережения, производительности установки и улучшения условий труда - снижения шума и вибрации. [1] - Сейатсу - способ уплотнения форм воздушным потоком с прессованием. С.1-6. Генрих Вагнер Синто машиностроительный завод ГмбХ Банхофстр. 101 - D-57334 Бад Лавсфе, 2003.The inventive installation allows to improve the quality of compaction of the mold due to the uniform compaction throughout its volume while increasing energy saving, plant productivity and improving working conditions - reducing noise and vibration. [1] - Seiatsu - a method of compaction of molds by air flow with pressing. C.1-6. Heinrich Wagner Shinto Engineering Plant GmbH Bahnhofstr. 101 - D-57334 Bad Lovesfe, 2003.

Claims

Installation of a pulse-press compaction of sand-clay foundry molds, containing a pulse compaction unit for foundry molds with a pulse head, a base with a number of holes in it, connected to a valve (11) for supplying a compressed air pulse from the receiver, a press mechanism for re-sealing the upper layers of the mold, a press plate, a flask with a filling frame, a model plate with a model and vents and a valve (12) of the drive of the press mechanism, characterized in that a number of holes in the base of the pulse head are made under the press plate Ita and are connected with the valve (11) for supplying a pulse of compressed air to the superficial space, and the cylinder and piston of the press mechanism are located above the base of the pulse head and overlap it over the entire cross section, while the receiver is connected to the press mechanism, installed above it and connected to the valves providing impact through the piston and rod of the press mechanism on the press plate, moreover, one of the valves (11) is connected to the receiver, and the other valve (12) is connected to the cavity above the piston of the press mechanism, and the valve (15) blowing imp bca compressed air pulse through the head opening is connected to the base rod space pressing mechanism and connected to an additional compressed air source.